GCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

CHEMICKÁ IONIZACE

Vědecké články | 2020 | Chemické listyInstrumentace
GC/MSD
Zaměření
Výrobce

Souhrn

Význam tématu

Chemická ionizace (CI) je měkká ionizační technika, která complementuje tvrdou elektronovou ionizaci (EI). Umožňuje přímou detekci molekulových iontů s výrazně omezenou fragmentací, což usnadňuje stanovení molekulové hmotnosti a zlepšuje čitelnost spekter. Díky menší vnitřní energii iontů je vhodná pro analýzu termicky stabilních a dostatečně těkavých organických látek v GC/MS.

Cíle a přehled studie

Článek shrnuje principy CI v kladném i záporném módu za sníženého tlaku, popisuje základní reakční cesty (přenos protonu, tvorba aduktů, hydridová abstrakce, záchyt elektronu), porovnává tři běžné reakční plyny (methan, isobutan, amoniak) a ukazuje vliv protonové afinity na rozsah fragmentace. Dále se věnuje konstrukci iontového zdroje, experimentálním podmínkám a rozšíření techniky desorpční CI (DCI).

Použitá metodika a instrumentace

  • Hmotnostní spektrometr s iontovým zdrojem pro CI, konstrukce podobná EI zdroji.
  • Reakční plyn v ionizační komoře udržován při tlaku ~100 Pa (reakce) a ~10⁻³ Pa v analyzátoru.
  • Elektrony z kovové katody urychlovány na 200–500 eV, magnetické pole prodlužuje jejich dráhu.
  • Způsoby zavádění vzorku: GC kolona, přímý zdroj (rezervoir), desorpční CI (rheniový/wolframový drátek, rychlý ohřev).
  • Teplota zdroje a nadbytek reakčního plynu ovlivňují frekvenci srážek a energetickou distribuci iontů.

Hlavní výsledky a diskuse

  • V kladném módu dominují ionty vzniklé přenosem protonu ([M+H]+), adukty ([M+R]+) a méně často hydridová abstrakce ([M–H]+). Rozsah fragmentace závisí na protonové afinitě plynu: methan (široké použití, vyšší fragmentace), isobutan (menší fragmentace) a amoniak (nejmenší fragmentace, selektivní pro aminy).
  • Srovnání spekter butyl-methakrylátu ukazuje jasný přechod od frag­mentů při EI ke stabilním [M+H]+ při CI, nejméně fragmentů při použití isobutanu.
  • V záporném módu probíhá především záchyt elektronu a disociační záchyt, výsledné anionty [M–●] a fragmenty poskytují selektivní citlivost pro kyselé či elektronegativní skupiny.
  • Desorpční CI (DCI) umožňuje analýzu méně těkavých látek (oligopeptidy, cukry, polymery až do ~2000 Da) prostřednictvím rychlého ohřevu kovového drátku a následné ionizace.

Přínosy a praktické využití metody

CI poskytuje spolehlivé informace o molekulové hmotnosti bez nadměrné fragmentace, je snadno integrovatelná do GC/MS a DCI rozšiřuje možnosti měření na netěkavé a termicky citlivé látky. Metoda nachází uplatnění ve strukturní analýze, kvantitativním stanovení i průmyslové kvalitativní kontrole.

Budoucí trendy a možnosti využití

  • Optimalizace směsí a tlaků reakčních plynů pro cílenou selektivitu a kontrolovaný rozsah fragmentace.
  • Vývoj nových CI zdrojů pro ambientní ionizaci a vyšší hmotnostní rozsah.
  • Kombinace CI s kapalinovou chromatografií (LC/MS) a vysokým rozlišením (HR-MS).
  • Přepínatelné zdroje umožňující rychlý přechod mezi EI a CI módem.

Závěr

Chemická ionizace je klíčová měkká ionizační technika, která umožňuje přímou detekci molekulových iontů s minimální fragmentací. Volbou reakčního plynu a podmínek lze cíleně ovlivnit rozsah iontových procesů a rozšířit metodiku na méně těkavé látky pomocí DCI. CI zůstává nezbytným nástrojem v GC/MS a dalších multimodálních platformách.

Reference

  1. Dass C.: Fundamentals of Contemporary Mass Spectrometry. Wiley, Hoboken 2007.
  2. Gross J.H.: Mass Spectrometry, A Textbook, 3rd ed. Springer, Cham 2017.
  3. de Hoffmann E., Stroobant V.: Mass Spectrometry, Principles and Applications, 3rd ed. Wiley, Chichester 2007.
  4. Busch K.L.: Spectroscopy 21(7):14 (2006).
  5. Busch K.L.: Spectroscopy 21(10):14 (2006).
  6. Lemr K., Borovcová L.: Chemické listy 114:101 (2020).
  7. Munson M.S.B., Field F.H.: J. Am. Chem. Soc. 88:2621 (1966).
  8. Harrison A.G.: Chemical Ionization Mass Spectrometry, 2nd ed. CRC Press, Boca Raton 1992.
  9. Watson J.T., Sparkman O.D.: Introduction to Mass Spectrometry. Wiley, Chichester 2007.
  10. Munson B.: Int. J. Mass Spectrom. 200:243 (2000).
  11. Lemr K., Borovcová L.: Chemické listy 114:96 (2020).
  12. Drabner G., Poppe A., Budzikiewicz H.: Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 97:1 (1990).
  13. Herman J.A., Harrison A.G.: Can. J. Chem. 59:2125 (1981).
  14. Abbatt J.A., Harrison A.G.: Org. Mass Spectrom. 21:557 (1986).
  15. Dougherty R.C.: Anal. Chem. 53:625A (1981).
  16. Baldwin M.A., McLafferty F.W.: Org. Mass Spectrom. 7:1353 (1973).
  17. Vincenti M.: Int. J. Mass Spectrom. 212:505 (2001).
  18. NIST WebBook Chemistry Database: http://webbook.nist.gov/chemistry/, retrieved 2020.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
VZNIK IONTŮ V HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRII: IONIZACE A FRAGMENTACE
Chem. Listy 114, 96−100 (2020) Referát VZNIK IONTŮ V HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRII: IONIZACE A FRAGMENTACE Karel Lemr a Lucie Borovcová 2. Způsoby ionizace látek v hmotnostní spektrometrii Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i., Vídeňská 1083, 142 20 Praha 4 [email protected] Ztráta elektronu…
Klíčová slova
ionizace, ionizacetlaku, tlakuatmosférického, atmosférickéhofotoionizace, fotoionizaceprotonu, protonuionty, iontyreferát, referátionizační, ionizačníionizaci, ionizaciiontů, iontůelektronová, elektronovámohou, mohouvede, vededesorpce, desorpcelátek
CHEMIE IONTŮ V PLYNNÉ FÁZI: ZÁKLADNÍ POJMY
Chem. Listy 114, 89−95 (2020) Referát CHEMIE IONTŮ V PLYNNÉ FÁZI: ZÁKLADNÍ POJMY neboli molekulárním iontem (M+●). To je vyjádřeno rovnicí (2): František Tureček Department of Chemistry, University of Washington, Seattle, WA, USA [email protected] M → M+● + e– (2)…
Klíčová slova
iead, ieadenergie, energiereferát, referátenergií, energiíelektronu, elektronuprotonu, protonukee, keeiontu, iontuiontových, iontovýchrozpadu, rozpaduiontů, iontůfragmentů, fragmentůpřenosu, přenosujsou, jsouplynné
ELEKTRONOVÁ IONIZACE
ELEKTRONOVÁ IONIZACE
2020||Vědecké články
Chem. Listy 114, 101−105 (2020) Referát ELEKTRONOVÁ IONIZACE Karel Lemr a Lucie Borovcová kál-kationtu (molekulového iontu), výjimečně vznikají ionty se sudým počtem elektronů např. NO+: M + eF– → M+● + eF– + eS– Nedochází ke srážce částic, a proto…
Klíčová slova
elektronu, elektronuionizace, ionizaceionizační, ionizačníelektronů, elektronůreferát, referátlátky, látkyenergie, energieionty, iontyelektronová, elektronováenergii, energiianalyzované, analyzovanépři, přiiontů, iontůkomůrky, komůrkyjeho
ÚVOD DO TANDEMOVÉ HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE
Chem. Listy 114, 133−144 (2020) Referát ÚVOD DO TANDEMOVÉ HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE Martin Sadílek 1. Úvod a definice University of Washington, Seattle, WA 98195-1700, Spojené státy americké [email protected] Lidová moudrost, že „ve dvou se to lépe táhne“, platí i v oblasti…
Klíčová slova
iontů, iontůhmotnostní, hmotnostníaktivaci, aktivacireferát, referátths, thselektronu, elektronupro, prodisociace, disociaceenergie, energienízký, nízkýaktivace, aktivaceprostoru, prostoruenergií, energiíhmotnostních, hmotnostníchrozpady
Další projekty
LCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.